TRAIL透過SHP-1抑制近端TCR訊息傳遞分子磷酸化來調控T細胞活化

Abstract

"腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體在過往的認知中主要是被認為可以引起細胞凋亡，然而在我們實驗室過去所做的研究中證明TRAIL在許多小鼠自體免疫疾病模型中可以透過非自然凋亡的途徑來大幅減少疾病活性和發炎，並且是藉由抑制T細胞啟動以及活性所導致。在研究中指出TRAIL以及TRAIL受體的交互作用可以抑制T細胞受體訊息傳遞相關分子磷酸化，並且防止這些分子進入脂筏當中來抑制T細胞活化。 在我的研究中發現TRAIL除了可以抑制ZAP70等訊息傳遞分子磷酸化之外，還可以抑制更上游分子包括Lck,CD3ζ磷酸化。因此我們進一步利用免疫沉澱法發現TRAIL受體和SHP-1之間有所交互作用，並且在TRAIL刺激下能促使SHP-1鄰酸化，而在TRAIL-R去除的小鼠當中也可觀察到磷酸化的SHP-1明顯減少的現象，因此推測TRAIL可能是透過SHP-1來抑制整個T細胞受體訊息傳遞相關分子的磷酸化。為了證明這件事，我們利用了過氧酸鹽以及SHP-1 siRNA的實驗來驗證TRAIL所引發的抑制效果的確是透過SHP-1這種磷酸酶，結果證實在TRAIL和過氧酸鹽共同刺激下或是在SHP-1 siRNA的處理下的確能夠有效地抑制TRAIL 所引發的抑制效果，因此，藉由這些實驗我們證實了TRAIL確實是透過SHP-1來抑制整個T細胞受體訊息傳遞分子磷酸化的過程。 此外，在我們實驗室之前轉錄體分析(transcriptome analysis)發現TRAIL除了直接抑制T細胞受體(TCR)訊息傳導之外，也可以藉由抑制T細胞免疫代謝的方式來調控T細胞的功能。因此我們挑選了全身性紅斑狼瘡(SLE)作為我們主要的研究對象。SLE是一種全身性多器官的自體免疫疾病，致病機轉主要是由於患者體內產生出自體抗體以及具有自我反應性的T細胞。其中，T細胞是導致SLE疾病中組織炎症的主因，並且也有研究指出免疫細胞代謝能力和其細胞的功能有直接的關聯性，在先前的研究指出在腎小管浸潤T細胞中會高量表現HIF-1α，並且HIF-1α的表現量會直接影響到T細胞糖解作用的效率以及T細胞的活性。 我第二部分的實驗可以分為幾個點進行探討。第一，TRAIL在SLE患者中的表現量高低以及和HIF-1α表現量之間的關聯性。第二，可溶性TRAIL和SLE病人的臨床病徵、活性變化的關聯性。第三，在體外試驗的情況下觀察TRAIL是否能抑制SLE病人T細胞分泌細胞激素的能力，作為未來臨床治療SLE的潛在藥物之一。首先，我們先利用大數據GEO分析SLE病人以及健康人T細胞內TRAIL,TRAIL受體,HIF-1α和GLU1以及RORC的基因表現量，數據顯示TRAIL和TRAIL受體在SLE病人的輔助型T細胞內基因表現量較低而其他代謝相關基因表現量則是較高，接著我們分析實際收到的病人中相關基因以及蛋白質表現量， 結果顯示無論在基因或是蛋白質表現上皆與GEO數據一致，TRAIL和TRAIL受體在SLE病人的輔助型T細胞內表現量較低而其他代謝相關蛋白質表現量則是較高。接著我們進一步分析病人血漿中可溶性TRAIL和臨床表徵的關聯性，我們發現可溶性TRAIL在SLE病人中表現量較低，其中在疾病活性較高的病人中又比活性低的病人來的更低，並且TRAIL和其他臨床表徵中如P/C ratio及全身性紅斑性狼瘡疾病活動性指數等具有顯著的負相關。再者，我們藉由CD3/28刺激3天後分析SLE病人輔助型T細胞的反應性，發現無論是TRAIL,TRAIL受體,以及其他代謝相關基因都有顯著上升的趨勢，表示SLE的輔助型T細胞具有較強的反應性。最後，我們在體外將TRAIL和SLE病人輔助型T細胞共同培養，發現TRAIL可以有效的降低SLE病人輔助型T細胞代謝相關蛋白質的表現，並且能有效地抑制介白素-17和干擾素γ蛋白質表現。總結而言，TRAIL在SLE病人中表現量較低並且其表現量和許多臨床表徵具有負向相關，同時TRAIL能夠有效抑制SLE病人促發炎細胞素的產生，因此在未來的確具有作為治療SLE疾病藥物的潛力。"